Способ изготовления безалкогольного пива

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 3/06 ИЕ ИЗО ПИС ЕН ПАТЕНТ винделс е Сен кл, С 12 С.С 126 87,ИЯ БЕЗАЛКОбеэалкогольна и ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(72) Хейкки Ломми(Я), Вим СВай Дирен (йЕ)(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНГОЛЬНОГО ПИВА57) Использование: пивоИзобретение относится к способу изготовления практически безалкогольного пива (т.е. напитка, имеющего вкусовые характеристики пива) путем непрерывной дрожжевой обработки при низкой температуре, Для осуществления способа используют насадочную колонну-реактор, содержащую. иммобилизованные дрожжи, предпочтительнЬ реактивируемые с интервалом от 2 до 30 дней. Температура колонны-реактора находится в пределах от точки замерзания сусла до+10 С, сусло подают в реактор со скоростью 0,1-2,5 обьема реактора в час.В зависимости от норм, принятых в той ли иной стране, понятие "безалкогольное Ж( ) 1836417 АЗ промышленность. Сущность изобретения: способ приготовления безалкогольного пива дрем осветления сусла, удаления из сусла кислорода методом выпаривания и горячей десорбции (т.е, перволяцией газообразного азота через сусло) и пропускания сусла через редуктор типа колоночного ферментера; заполненного практически несжимаемым и обладающим анионообменными свойствами носителем с иммобилиэованными на носителе дрожжами при температуре в пределах от температуры замерзания сусла до +10 С со скоростью в пределах от 0,1 до 2,5 объема ферментера в 1 ч, дрожжи реактивируют с интервалами от 2 до 30 дн. путем пропускания через ферментер аэрированного сусла при температуре 10-15 С в течение от 10 до 30 ч. 7 э. и. ф-лы, 1 ил. пиво" относят к различным видам продуктов в испытании безалкогольные считаются продукты, содержащий менее 1 спирта, в то время как в Нидерландах предельное содержание составляет 0,5, В арабских странах содержание спирта в безалкогольном пиве не должно превышать 0,05 по объему. В США и неко;орых других странах напиток; содержащий менее 0,5 спирта, не может называться пивом,Известны способы изготовления безалкогольного пива в процессах циклического типа, которые, однако, трудно осуществить (см., например, патенты США 4746518 и 4.661 355), Для предотвращения образования спирта сусло обрабатывают при низкойтемпературе порядка 0 С, В процессах циклического типа оказалось затруднительнымсоблюдение параметров процесса, таких как время, температура и концентрация растворенного кислорода, точно в требуемых значениях в равновесии). Даже незначительное отклонение от требуемыхзначений приводит к образованию спирта, о результате чего содержание спирта в полученном продукте может превысить допустимую величину, принятую, например, варабских странах, т,е. 0,05по объему.Известен также способ (ЕР О 213 220) изготовления безалкогольных напитков при сравнительно низкой температуре. 2-15 С. В данном способе газированное сусло быстро пропускают через реактор, содержащий 10 иммобилиэованные дрожжи. Этот способ,однако, не очень подходит для непрерывного производства, поскольку реактор весьма 20быстро засоряется,Способ, соответствующий изобретению, обеспечивает непрерывное промышленное производство пива с очень низкимсодержанием алкоголя или даже практически безалкогольного пива, отвечающегострогим требованиям к содержанию алкоголя, предъявляемым в арабских странах,Весь процесс изготовления может быть осуществлен всего эа 1 - 2 дня 30Сущность предлагаемого способа заключается о том, что дрожжевую обработкуосуществляют при низкой температуре путем непрерывного процесса в насадочнойколонне реактора содержащей иммобилизованные дрожжи. Дрожжи прикреплены кповерхности пористого носителя, Носительявляется практически несжимаемым. Он выполнен в виде сплошной пористой матрицыили же состоит из пористых частиц, имеющий ямки или сетчатый узор, Матрица иличастицы состоят, в свою очередь, из отдельных микрочастиц или микроволокон. Такалструктура носителя обеспечивает максимальную площадь поверхности для иммобилизации дрожжевых клеток,Носитель выполняют в виде частиц илиматрицы путем произвольного связывания,обивания, сплетания, склеивания.или агломерирования (далее обозначаются как связывание) микрочастиц или микроволокон.Связывание осуществляет путем образования химических, клейких или механическихсвязей о некоторых точках контакта междуотдельными микрочастицами или микроволокнами, Химическое связывание осуществляют, вызывая в этих точках химическуюреакцию, приводящую к образованию поперечных связей, Клейкое связывание осуще-ствлл ют путем склеивания или агломерирования микроволокон или микрочастиц с помощью дополнительного компонента, такого как термопластичная смола. Механическое связывание осуществляют путем спутывания или сплетения о узлы волокон в точке контакта или путем соединения частиц за счет сцепления их поверхностей, В конечной форме матрица будет иметь сплошную структуру, распределенную по всему реактору, наподобие хлопкового пуха фильтровальной бумаги, уложенной в трубку. Частицы же в окончательном виде будут раздельны и индивидуальны.Микроволокна или микрочастицы состоят из любого анионообменного материала, которому может быть придана форма микроволокон или микрочастиц с шероховатой поверхностью. К этим материалам относятсл природная или регенерированная целлюлоза или вискоза, деривированная длл обеспечения анионнообменного характера, синтетические анионнообменные смолы, такие как фенолформальдегидные смолы, и анионнообменные смолы на основе агарозы или дектрина.Предпочтительным носителем являются пористые частицы анионообменной смолы, деривированной иэ целлюлозы или вискозы, подвергнутой химическим изменениям для обеспечения анионнообменного характера. К особо предпочтительным вариантам относятся микроволокна или микро-частицы диэтиламиноэтилен-эамещенной целлюлозы, клейко связанные путем агломерирования с помощью полистирола,Думается, что связывание дрожжевых клеток с поверхностями смолы происходит главным образом эа счет сил электрического взаимодействия между положительно заряженной смолой и отрицательно заряженными дрожжевыми клетками. Это связывание существенно снижает оыщелачивание дрожжей и в то же время позволяет дрожжам тесно контактировать с суслом.Насадочная колонна;реактор имеет очень высокое клеточное содержание, Система весьма пригодна для изготовления практически безалкогольного пива, поскольку процессам брожения в реакторе легко управлять путем выбора подходящих температур и скорости потока, Пиво, изготовленное в соответствии с изобретением, по существу не содержит дрожжевых клеток и, как правило, очень чистое, поэтому окончательное фильтрование не составляет труда, Потери пива незначительны,Согласно настоящему изобретению, температура дрожжевой обработки находится.в пределах от точки замерзания сусла10 15 20 25 30 40 50 до +10 С при этом, в случае изготовления практически безалкогольного пива, предпочтительно, чтобы диапазон температуры находился в пределах от 0,5 до 3 С. Содержание спирта зависит не только от температуры, но и от скорости, с которой сусло пропускают через реактор и данное количество дрожжевых клеток, При изготовлении безалкогольного пива время нахождения в реакторе, как правило, составляет всего 1-2 часа. Сусло приготовляют иэ обычных ингредиентов, т,е. главным образом иэ пивного солода и воды. При изготовлении практически безалкогольного пива количества добавок (кукурузы, риса и сиропов) могут быть увеличены, В приготовлении сусла необходимы также хмель или хмелевый экстракт, вещества-регуляторы рН (показателя концентрации водородных ионов) и соли кальция. При желании могут быть добавлены ароматизирующие и окрашивающие вещества, а также стабилизаторы,Кроме того, в способе, соответствующем изобретению. существенно, что осветленное сусло обрабатывают при повышенной температуре путем выпаривания или с помощью абсорбента для удаления нежелательных вкусовых компонентов, Подходящим абсорбентом является активированный уголь.В предпочтительном варианте способа, сусло подвергают горячей десорбционной обработке для удаления нежелательных летучих веществ, Горячая десорбционная обработка заключается в энергичном пропускании газа, например азота или двуокиси углерода, предпочтительно азота, через жидкость. Горячая десорбционная обработка полезна по двум причинам:1. Отсутствует окисление, когда жидкость перекачивают из варочного котла в водоворот, поскольку десорбирующий газ поступает через трубу непосредственно в сусло и расширяется в водовороте. Такимобразом. сусло не будет поглощать кислород,2, В процессе изготовления обычногопива летучие вещества удаляются в ходе ферментации и созревания. При использовании горячей десорбционной обработки естественная перколяция газа отсутствует, горячая десорбционная обработка эффективно заменяет естественную перколяциюпри брожении Далее, существенным является то, что дрожжи реактивируют с интервалами от 2 до 30 дней, предпочтительно раз в неделю, Реактивацию осуществляют с помощью газированного сусла, циркулирующего при 10 - 15 С в течение 10 - 30 часов, предпочтительно в течение суток. Это вызывает быстрый ростдрожжей, Реактивацию прекращают путем понижения температуры до 3 С и вытеснения сброженного сусла, При возобновлении подачи сусла в реактор, дрожжевые клетки удаляют из него на пару часов, после чего можно начать непрерывную дрожжевую обработку.Насадочную колонну-реактор можно регенерировать путем вытеснения вначале сусла иэ реактора горячей водой и подачи горячей каустической соды через слой носителя до тех пор, пока выходящий регенерационный раствор не приобретет однородную яркую окраску, Затем носитель промывает водой, пока рН не достигнет примерно 10, и нейтрализуют путем нагнетания через носитель подходящей разбавленной кислоты. В заключение носитель промывают водой.Изобретение иллюстрируют следующие примеры. Рабочие примеры не рассматриваются; Как ограничивающие изобретение, отличительные признаки изобретения раскрыты в формуле изобретения.Пример 1,Подготовка насадочной колонны-реактора к работе,В качестве носителя была использована гранулированная ДЭАЭ - целлюлоза (ГДЦ), изготовленная фирмой Сцаког Етб. по патенту США 4,355,117 с размером частиц 470 - 840 микрометров. Во всех опытах наполнение колонны, стерилизация системы и иммобилизация дрожжей осуществлялись в соответствии со следующей процедурой. Как показано на фиг. 1, сосуд 1 для гидратации был сначала наполнен наполовину водой (1000 литров), Был включен смеси- тель, и в сосуд 1 был загружен сухой носитель (ГДЦ, 400 кг), Когда гидратация была завершена (примерно через 10 часов), реактор 2 был наполнен наполовину водой (800 литров), иэ гидратационного сосуда 1 в реактор 2 была подана суспензия носителя. Для поддержания постоянного уровня воды в реакторе выпускной клапан внизу реактора был отрегулирован так, чтобы входящий и выходящий потоки были равны. Затем слой носителя в реакторе был стерилизован горячим раствором каустической соды 3, нагнетаемым через реактор 2, После этого, слой носителя был промыт водой и нейтрализован путем нагнетания через него разбавленной кислоты (лимонной кислоты) 4 в реакторе 2. В заключение, слой носителя был промыт водой, вытесненной затем газированным суслом.5 10 15 20 25 30 35 40 55 Дрожжевая суспензия была приготовлена в сосуде 5 в газированном сусле. Затем дрожжевую суспензию пропускали в течение примерно 4 часов через слой носителя с тем, чтобы связать дрожжи с носителем, После этого, реактор 2 был готов для осуществления способа на практике,Пример 2,Приготовление и предварительная обработка сусла.Сусла было приготовлено путем заваривания 4800 кг ячменного солода и 3960 кг кукурузной муки грубого помола.Ячменный солод был смешан с 15500 литрами воды (35 С), и рН был отрегулирован так, чтобы он составлял 5,5 (лимонная кислота). Смесь солода с водой была заварена в сосуде, температура в отаром изменялась по следующей программе, составленной для инфузионного метода: 38 С в течение 20 минут, 68 С в течение 10 минут, 72 С в течение 30 минут и 76 С в течение 30 минут,Кукурузная мукагрубого помола была смешана с 13000 литрами воды (68 С), рН был отрегулирован на 5,5. Программа заваривания; 68 С в течение 20 минут и 100 С в течение 20 минут.Солодовая и кукурузная пульпы были объединены и сусло было отделено от твердых частиц в резервуаре для фильтрования и кипятилась в сусловарочном медном чане примерно при 100 С в течение примерно 90 минут, После регулировки рН (5,1) в кипящее сусло был добавлен хмелевый экстракт (содержащий 2800 г альфа-кислот). Примерно за 10 минут до окончания кипячения были добавлены 10 кг активированного угля, Для удаления нежелательных летучих веществ сусло было подвергнуто также горячей десорбционной обработке,заключающейся в энергичном пропускании через него газа, в данном случае азота. Смесь была подана в водоворот, одновременно подвергаясь выпариванию (около 15 объема жидкости), Это занято. примерно, 30 минут.В завершение. была осуществлена регулировка рН (5,4 лимонная кислота), и сусло было охлаждено в пластинчатом теплообменнике примерно до 0 С, отфильтровано и помещено в соответствующий резервуар.Пример 3,Дрожжевая обработка и реактивация дрожжевого реактора.Сусло из Примера 2 было подано в насадочную колонну-реактор из .Примера 1. Используемым штаммом были дрожжи низового брожения Засспагаеусез цчагощ,объем дрожжевого слоя составлял 1 м, скорость подачи сусла равнялась 750 литрам/час, а температура менялась от 1,5 до3;0 С (регулировалась так, чтобы содержание спирта в продукте были примерно0,050 по объему),После пропускания сусода из Примера2 через реактор в течение восьми дней реактор с иммобилизованными дрожжами былподвергнут реактивации путем пропусканиячерез него газированного сусла при 12 С втечение 24 часов. Сусло, сброженное в процессе реактивации, было заменено свежимсуслом, температура была вновь пониженадо 3 С, реактор был остановлен примерно на2 часа, после чего было продолжено изготовление безалкогольного пива, как описановыше,П р и м е р 4. Регенерация реактора.Насадочная колонна-реактор, упомянутая в примерах, была регенерироваиа путемподачи горячего (около 60 С) раствора каустической соды (2 ОД едкий натр) через реактор до тех пор, пока выходящийрегенерационный раствор не приобрел однородную яркую окраску. Колонна промывалзсь водой да тех пор, пока рНвыходящего раствора не достиг примерно10, затем была осуществлена нейтрализация пиросульфитом натрия так, чтобы рНбыл равен примерно. Реактор был промытводой и наполнен суслом, после чего в реактор был промыт водой и наполнен суслом,после чего в реактор была введена дрожжевая суспензия (примерно 10 дрожжевых1 оклеток (литр носителя) и затем газированноесусло на 24 часа, Регенерированный такимобразом реактор мог использоваться дляосуществления способа,Ф ар мул а из о 6 рете н ия1, Способ приготовления безалкогольного пива путем осветления сусла и посредством пропускания его через реактор симмобилизованными на носителе дрожжами при температуре в пределах от температуры замерзания сусла до+10 С, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью улучшенияпроцесса приготовления безалкогольногопива, кислород удаляют из сусла перед пропусканием сусла через реактор, при этомиспользуют реактор типа колоночного фероментера, заполненного практически несжимаемым и обладающим анионообменнымисвойствами носителем.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что удаление кислорода из сусла осуществляют выпариванием,3, Способ по и, 1, отл ича ю щи йс ятем, что удаление кислорода из сусла осуществляют путем горячей десорбции.1836417 ставитель А.Ульян ред М, Моргент Редактор О.Кузнецова Тех ал Корректор С.Пекар Тираж ПодписноеИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3 ВНо-издательский комбинат "Патент", г. Ужг Гагарина, 1 звод 4. Способ по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что горячая десорбция предусматривает перколяцию газообразного азота через сусло.5. Способ по и, 1, отл ич а ю щи й с я тем, что сусло обрабатывают с помощью адсорбирующего агента.6. Способпопп. 1 - 5,отличающийс я тем, что сусло пропускают через колонный ферментер со скоростью в пределах 0,1 - 2,5 объема ферментера в 1 ч,7. Способ по пп. 1-6, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что температура колоночного ферментера с носителем находится в пределах 0,5-3 С, а сусло пропускают через реактор 5 со скоростью в пределах от примерно 0,51,5 обьемов ферментера в 1 ч,8. Способ и. пп, 1-7, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что дрожжи реактивируют с интервалами 2 - 30 дней путем пропускания через 10 ферментер аэрированного сусла при 1015 С в течение 10 - 30 ч.